⑴ 海洋微生物具有哪些特性
海洋微生物的特性:
1.嗜鹽性
這是所有海洋微生物幾乎都具備的特點。真正的海洋微生物要想生長,就離不開海水。海水中含有豐富的無機鹽類和微量元素。鈉為海洋微生物生長與代謝所必需,此外,鉀、鎂、鈣、磷、硫或其他微量元素也是某些海洋微生物維持生命必不可少的。
2.嗜冷性
海洋中大多數領域的溫度都在5℃以下,絕大多數海洋微生物都在低溫中生長,如果溫度超過37℃,就會停止生長或死亡。生活在低溫環境下且最高生長溫度不超過20℃,最適宜溫度在15℃,在0℃可生長繁殖的微生物,就稱為嗜冷微生物。嗜冷菌在極地、深海或高緯度的海域中較常見。其細胞膜構造具有適應低溫的特點。那種嚴格依賴低溫才能生存的嗜冷菌對熱反應極為敏感,即使處於中溫也會阻礙它的生長與代謝。
3.嗜壓性
深海微生物的嗜壓性是其他微生物所不具備的。淺海的微生物通常只能忍耐較低的壓力,而深海的嗜壓細菌則具有在高壓環境下生長的能力,能在高壓環境中保持其酶系統的穩定性。海洋中靜水壓力因水深而有所不同,水深每增加10米,靜水壓力遞增1個標准大氣壓。海洋底部的靜水壓力可超過1000大氣壓。在深海水域中,約一半以上的海洋環境處在100~1100大氣壓的壓力之中。海洋的這種壓力使淺海和陸源細菌失去在深海中生長的機會。
4.低營養性
海水中所含的營養物質非常稀少,部分海洋細菌要求在營養貧乏的培養基上生長。在營養較豐富的培養基上,有些細菌於第一次形成菌落後即迅速死亡,有些則根本無法形成菌落。這類海洋細菌在形成菌落過程中因其自身代謝產物積聚過多而中毒致死。這種現象說明用常規的平板法來分離海洋微生物,並不是一種較理想的方法。
5.趨化性
雖然海水中的營養物質較稀少,但海洋環境中各種固體表面或不同性質的界面上仍有一些豐富的營養物吸附積聚在上面。絕大多數海洋細菌都有一定的運動能力,其中某些細菌還能夠沿著某種化合物濃度梯度進行移動,這種特點就稱為趨化性。某些靠依附在海洋植物體表生長的細菌稱為植物附生細菌。海洋微生物附著在海洋中生物和非生物固體的表面,形成薄膜,為其他生物的附著提供條件,進一步形成穩定的附著生物區系。
6.多形性
通過顯微鏡觀察細菌,有時候會發現,在同一株細菌純培養中會出現多種形態,如球形、橢圓形、桿狀或各種不規則形態的細胞。這種多形現象在海洋革蘭氏陰性桿菌中的表現尤為普遍。看來,微生物是為了適應復雜的海洋環境,而逐漸形成了這種特徵。
7.發光性
在海洋細菌中,具有發光特徵的種類並不多。海洋發光細菌發光強度的大小,除了種的自身特性外,在很大程度上取決於各種外界條件的綜合作用,如海洋環境要素、水中污染狀況等。細菌發光現象對理化因子反應敏感,因此利用發光細菌來檢驗水域污染狀況,通常會收到不錯的效果。
⑵ 微生物有哪五大共性試分析五大共性的理論及實踐意義。
1.什麼是微生物?它包括哪些類群?
答:微生物是一切肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱。包括:
①原核類的細菌、放線菌、藍細菌、支原體、立克次氏體和衣原體; ②真核類的真菌、原生動物、和顯微藻類; ③屬於非細胞類的病毒和亞病毒.
2.人類遲至19 世紀才真正認識微生物,其中主要克服了哪些重大障礙? 答:①顯微鏡的發明,②滅菌技術的運用,③純種分離技術,④培養技術。 3.簡述微生物生物學發展史上的5 個時期的特點和代表人物.
答:史前期(約8000 年前—1676),各國勞動人民,①未見細菌等微生物的個體;②憑實踐經驗利用微生物是有益活進行釀酒、發面、制醬、娘醋、漚肥、輪作、治病等)
初創期(1676—1861 年),列文虎克,①自製單式顯微鏡,觀察到細菌等微生物的個體;②出於個人愛好對一些微生物進行形態描述;
奠基期(1861—1897年),巴斯德,①微生物學開始建立;②創立了一整套獨特的微生物學基本研究方法;③開始運用「實踐——理論——實踐」的思想方法開展研究;④建立了許多應用性分支學科;⑤進入尋找人類動物病原菌的黃金時期;
發展期(1897—1953年),e.buchner,①對無細胞酵母菌「酒化酶」進行生化研究;②發現微生物的代謝統一性;③普通微生物學開始形成;④開展廣泛尋找微生物的有益代謝產物;⑤青黴素的發現推動了微生物工業化培養技術的猛進;
成熟期(1953—至今)j.watson 和f.crick,①廣泛運用分子生物學理論好現代研究方法,深刻揭示微生物的各種生命活動規律;②以基因工程為主導,把傳統的工業發酵提高到發酵工程新水平;③大量理論性、交叉性、應用性和實驗性分支學科飛速發展;④微生物學的基礎理論和獨特實驗技術推動了生命科學個領域飛速發展;⑤微生物基因組的研究促進了生物信息學時代的到來。 4.試述微生物與當代人類實踐的重要關系。
5.微生物對生命科學基礎理論的研究有和重大貢獻?為什麼能發揮這種作用?
答:微生物由於其「五大共性」加上培養條件簡便,因此是生命科學工作者在研究基礎理論問題時最樂於選用的研究對象。歷史上自然發生說的否定,糖酵解機制的認識,基因與酶關系的發現,突變本質的闡明,核酸是一切生物遺傳變異的物質基礎的證實,操縱子學說的提出,遺傳密碼的揭示,基因工程的開創,pcr技術的建立,真核細胞內共生學說的提出,以及近年來生物三域理論的創建等,都是因選用微生物作為研究對象而結出的碩果。為此,大量研究者還獲得了諾貝爾獎的殊榮。微生物還是代表當代生物學最高峰的分子生物學三大來源之一。在經典遺傳學的發展過程中,由於先驅者們意識到微生物具有繁殖周期短、培養條件簡單、表型性狀豐富和多數是單倍體等種種特別適合作遺傳學研究對象的優點,紛紛選用粗糙脈孢菌,大腸桿菌,釀酒酵母和t 系噬菌體作研究對象,很快揭示了許多遺傳變異的規律,並使經典遺傳學迅速發展成為分子遺傳學。從1970 年代起,由於微生物既可以作為外源基因供體和基因載體,並可作為基因受體菌等的優點,加上又是基因工程操作中的各種「工具酶」的提供者,故迅速成為基因工程中的主角。由於小體積大面積系統的微生物在體制和培養等方面的優越性,還促進了高等動、植物的組織培養和細胞
培養技術的發展,這種「微生物化」的高等動、植物單細胞或細胞集團,也獲得了原來僅屬於微生物所有的優越體制,從而可以十分方便地在試管和培養皿中進行研究,並能在發酵罐或其他生物反應器中進行大規模培養和產生有益代謝產物。此外,這一趨勢還是原來局限於微生物實驗室使用的一整套獨特的研究方法、技術,急劇向生命科學和生物工程各領域發生橫向擴散,從而對整個生命科學的發展,作出了方法學上的貢獻。
6.微生物有哪五大共性?其中最基本的是哪一個?為什麼?
答:①.體積小,面積大;②.吸收多,轉化快;③.生長旺,繁殖快;④.適應強,易變異;⑤.分布廣,種類多。其中,體積小面積大最基本,因為一個小體積大面積系統,必然有一個巨大的營養物質吸收面、代謝廢物的排泄面和環境信息的交換面,並由此而產生其餘4 個共性。 7.討論五大共性對人類的利弊。
答:①.「吸收多,轉化快」為高速生長繁殖和合成大量代謝產物提供了充分的物質基礎,從而使微生物能在自然界和人類實踐中更好地發揮其超小型「活的化工廠」的作用。②.「生長旺盛,繁殖快」在發酵工業中具有重要的實踐意義,主要體現在它的生產效率高、發酵周期短上;且若是一些危害人、畜和農作物的病原微生物或會使物品霉腐變質的有害微生物,它們的這一特性就會給人類帶來極大的損失或禍害。③「適應強,易變異」,有益的變異可為人類創造巨大的經濟和社會效益;有害的變異使原本已得到控制的相應傳染病變得無葯可治,進而各種優良菌種產生性狀的退化則會使生產無法正常維持。④「分布廣,種類多」,可以到處傳播以至達到「無孔不入」的地步,只要條件合適,它們就可「隨遇而安」,為人類在新世紀中進一步開發利用微生物資源提供了無限廣闊的前景。 8.試述微生物的多樣性。
答:①.物種的多樣性,②.生理代謝類型的多樣性,③.代謝產物的多樣性,④遺傳基因的多樣性,⑤生態類型的多樣性.
9.什麼是微生物學?學習微生物學的任務是什麼?
答:微生物學是一門在細胞、分子或群體水平上研究微生物的形態構造、生理代謝、遺傳變異、生態分布和分類進化等生命活動基本規律,並將其應用於工業發酵、醫葯衛生、生物工程和環境保護等實踐領域的科學,其根本任務是發掘、利用、改善和保護有益微生物,控制、消滅或改造有害微生物,為人類社會的進步服務。
⑶ 微生物的主要特性是什麼
1、體積小,面積大。一個體積恆定的物體,被切割的越小,數量越多,其相對表面積越大(有時也稱作比表面積)。微生物體積通常很小,如一個典型的球菌,其體積約1mm³,可是其相對表面積卻很大。正因為有了較高的相對表面積做基礎,微生物才有了一些獨特的特徵,比如能夠快速代謝。
2、吸收多,轉化快。微生物通常具有極其高效的生物化學轉化能力。據研究,乳糖菌在1個小時之內能夠分解其自身重量1000-10000倍的乳糖,產朊假絲酵母菌的蛋白合成能力是大豆蛋白合成能力的100倍。
3、生長旺,繁殖快。相比於大型動物,微生物具有極高的生長繁殖速度,微生物理論上能做到指數級增長。大腸桿菌能夠在12.5-20分鍾內繁殖1次。不妨計算一下,1個大腸桿菌假設20分鍾分裂1次,1小時3次,1晝夜24小時分裂24×3=72次,大概可產生4722366500萬億個個體(2的72次方),這是非常巨大的數字。但事實上,由於各種條件的限制,如營養缺失、競爭加劇、生存環境惡化等原因,微生物無法完全達到這種指數級增長。在液體培養中,細菌細胞的濃度一般僅有108~109個/mL左右。已知大多數微生物生長的最佳pH范圍為7.0 (6.6~7.5)附近,僅部分低於4.0。微生物的這一特性使其在工業上有廣泛的應用,如發酵、單細胞蛋白等。微生物是人類不可或缺的好朋友。
4、適應強,易變異。由於其相對表面積大的特點,微生物具有非常靈活的適應性或代謝調節機制。微生物對各種環境條件,尤其是在如同高溫、強酸、高鹽、高輻射、低溫等這樣十分惡劣的環境條件下的適應能力。微生物個體一般是單細胞、非細胞或者簡單多細胞,加之繁殖快、數量多等特點,即使變異頻率十分低,也能在短時間內產生大量遺傳變異的後代。有益的變異能為人類社會創造巨大經濟和社會效益,而有害變異則是人類大敵。
5、分布廣,種類多。由於微生物體積小、重量輕、數量多等原因,地球上除了火山中心區域等少數地方外,到處都有它們的蹤跡。微生物種類多主要體現在以下五個方面:物種多樣性;生理代謝類型多樣性;代謝產物多樣性;遺傳基因多樣性;生態類型多樣性。
⑷ 微生物有哪些共同特性
微生物作為生物,具有與一切生物的共同點,即: ① 遺傳信息都是由 DNA 鏈上的基因所攜帶,除少數特例外,其復制、表達與調控都遵循中心法則。 ② 微生物的初級代謝途徑如蛋白質、核酸、多糖、脂肪酸等大分子物的合成途徑基本相同。 ③ 微生物的能量代謝都以 ATP 作為能量載體。
微生物作為生物的一大類 ,除了與其他生物共有的特點外,還具有其本身的特點及其獨特的生物多樣性:
1 、微生物的形態與結構多樣性
微生物的個體極其微小,必須藉助於光學顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察到它們。測量和表示單位,細菌等須用 m m 作單位,病毒等必須用 nm 作單位。桿形細菌的寬度只有 0.5~2 m m ,長度也只有 1~ 幾個 m m ,每 g 細菌的個數可達 10 10 個。微生物本身就具有極為巨大的比表面積,如大腸桿菌(Escherichia coli )比表面積可達 30 萬。這對於微生物與環境的物質、能量和信息的交換極為有利。
盡管微生物的形態結構十分簡單,大多是單細胞或簡單的多細胞構成,甚至還無細胞結構,僅有 DNA 或 RNA ;形態上也僅是球狀、碧基桿狀、螺旋狀或分枝絲狀等,細菌和古菌形態上除了那些典型形狀外還有許多如方形、阿拉伯數字狀、英文字母形等等特殊春做形狀。放線菌和黴菌的形態有多種多樣的分枝絲狀。微生物細胞的顯微結構更是具有明顯的多樣性,如細菌經革蘭氏染色後可分為革蘭氏陽性細菌和陰性細菌,其原因在於細胞壁的化學組成和結構不同,古菌的細胞壁組成更是與細菌有著明顯的區別,沒有肽聚糖而由蛋白質等組成,真菌細胞壁結構又與古菌、細菌又很大的差異。
2 、微生物的代謝多樣性
微生物能利用的基質十分廣泛 , 是任何其他生物所望塵莫及的 。 從無機的 CO 2 到有機的酸、醇、糖類、蛋白質、脂類等,從短鏈、長鏈到芳香烴類,以及各種多糖大分子聚合物 ( 果膠質、纖維素等 ) 和許多動、植物不能利用、甚至對其他生物有毒的物質,都可以成為微生物的碳源和能源。
而且微生物的代謝方式多樣,既可以 CO 2 為碳源進行自養型生長,也可以有機物為碳源進行異養型生長;既可以光能為能源,也可以化學能為能源。既可在有 O 2 條件下生長,又可在無 O 2 條件下生長。代謝的中間體和產物更是多種多樣,有各種各樣的酸、醇、氨基酸、蛋白質、脂類、糖類等等。代謝速率也是任何其他生物所不能比擬的。如在適宜環境下,大腸桿菌每小時可消耗的糖類相當於其自身重量的 2 000 倍。以同等體積計,一個細菌在 1 小時內所消耗的糖即可相當於人在 500 年時間內所消耗的糧食。
代謝產物更是多種多樣,蛋白質、多糖、核酸、脂肪、抗生素、維生素、毒素、色素、生物鹼, CO 2 、 H 2 O 、 H 2 S 、 NO 2 -1 、 NO 3 - 1 、 SO 4 - 2 等等都可是微生物的代謝產物。
3 、微生物的繁殖與變異多樣性
微生物的繁殖方式相對於動植物的繁殖也具有多樣性。細菌以二裂法為主,個別可由性接合的方式繁殖;放線菌可以菌絲和分生孢子繁殖;黴菌可由菌絲、無性孢子和有性孢子繁殖,悔森謹無性孢子和有性孢子又各有不同的方式和形態;酵母菌可由出芽方式和形成子囊孢子方式繁殖。
微生物尤其是以二裂法繁殖的細菌具有驚人的繁殖速率。如在適宜條件下,大腸桿菌 37 ℃時世代時間為 18 分鍾,每 24 小時可分裂 80 次,每 24 小時的增殖數為 1.2 x 10 24 個。枯草芽孢桿菌 ( Bacillus subtilis ) 30 o C 時的時代時間為 31 分鍾,每 24 小時可分裂 46 次,增殖數為 7.0 x 10 13 個。
⑸ 微生物有哪些特性
微生物的適應性強,能在嚴酷的外界環境中隨機應變,保存自己。例如,肺炎雙球菌有莢膜,可以抵抗白細胞的吞噬。再如細菌的芽孢、放線菌的分生孢子,真菌的各種孢子,更能抵抗外界不良環境的侵害,一般能成活幾年甚至幾千年。我們可以利用這個特點保藏菌種,誘變菌種,改變微生物的遺傳特性和代謝途徑。
⑹ 微生物有哪些主要特點
微生物有6個特點:①種類多:據統計目前已發現的微生物有10萬種以上,而不同類型的微生物具有不同的代謝方式,能分解各式各樣的有機物質。人們能獲得沼氣也就是利用微生物的功勞。②繁殖快:只要有了適宜的條件,主要是溫度、濕度、營養、酸鹼度等,微生物繁殖一代只要幾十分鍾一整天就可以繁殖幾十代。③分布廣:在自然界中上至天空下至海洋,到處都有微生物存在。土壤是各種微生物的大本營,池塘、糞坑底下冒沼氣就是微生物在活動。④容易培養:大多數微生物都能在自然條件下,利用簡單的營養物質生長,並在生長過程中積累代謝產物。但沼氣發酵微生物很特殊,見氧氣就死亡,要在隔絕空氣具備營養和溫度、濕度適宜的條件下才能數坦生長。⑤力量大:雖然微生物敗畢塌個體微小,但是數量巨大且代謝能力很強。將作物秸稈預先堆漚幾天察圓,投入沼氣池後3個月就被微生物分解轉化由硬的物質變成軟的了。⑥變化多端:如果沼氣池裡全部投放嫩青草或早春綠肥,那麼全部是產酸的微生物在活動,即使產了氣也不能燃燒。只要加入適量的石灰水和豬、牛糞產甲烷細菌就活動旺盛,所產的氣就是沼氣可以燃燒利用。總之,沼氣發酵的目的是給沼氣微生物創造一個良好的生活環境,使它保持旺盛的活力,以便多產氣、產優質氣。
⑺ 微生物的概念及特徵
微生物(Microorganism)
是廣泛存在於自然界中的一群肉眼看不見,必須藉助光學顯微鏡或電子顯微鏡放大數百倍、數千倍甚至數萬倍才能觀察到的微小生物的總稱.它們具有體形微小、結構簡單、繁殖迅速、容易變異及適應環境能力強等優點.這些微小的生物包括無細胞結構、不能獨立生活的病毒,原核細胞結構的細菌,和
有真核細胞結構的真菌(酵母、黴菌等),還包括原生動物和某些藻類.在這些微小的
生物體中,大多數是我們用肉眼不可見的,尤其是病毒等生物體,即使在普通的光學顯
微鏡下也不能看到,必須在電子顯微鏡下才能觀察到.但也有例外,有些微生物尤其是真菌——食用真菌等肉眼是可見的.由此可見,微生物是一個微觀世界裡生物體的總稱.
特點:
1體形微小,結構簡單
2.代謝旺盛,繁殖迅速微生物體積雖小,但有極大的比表面積,如大腸桿菌的比表面積可達30萬.因而微生物能與環境之間迅速進行物質交換,吸收營養和排泄廢物,而且有最大的代謝速率.從單位重量來看,微生物的代謝強度比高等生物大幾千倍到幾萬倍.如在適宜環境下,大腸桿菌每小時可消耗的糖類相當於其自身重量的
2000倍.1kg酵母在24h可使幾頓糖全部轉化為乙醇和二氧化碳.
3.適應性強,容易變異微生物對外界環境適應能力特強,這都是為了保存自己,是生物進化的結果.有些微生物體外附著一個保護層,如莢膜等,這樣一是可以作為營養,
二是抵禦吞噬細胞對它的吞噬.
細菌的休眠芽孢、放線菌的分子孢子等對外界的抵抗力比其繁殖體要強許多倍.
有些極端微生物都有相應特殊結構蛋白質、酶和其他物質,使之能適應惡劣環境.
一方面,由於微生物表面積和體積的比值大,與外界環境的接觸面大,
因而受環境影響也大.一旦環境變化,不適於微生物生長時,很多的微生物則死亡,少數個體發生
變異而存活下來.利用微生物易變異的特性,在微生物工業生產中進行誘變育種,
獲得高產優質的菌種,提高產品產量和質量.
4.種類多分布廣微生物在自然界是一個十分龐雜的生物類群.迄今為止,我們所知道的微生物近
10萬種,現在仍然以每年發現幾百至上千個新種的趨勢在增加.它們具有各種生活方式和營養類型,大多數是以有機物為營養物質,還有些是寄生類型.微生物的生理代謝類型之多,是動、植物所不及的.
分解地球上貯量最豐富的初級有機物——天然氣、石油、纖維素、木質素的能力,屬微生物專有.
微生物在自然界中的分布極為廣泛,空氣、土壤、江河、湖泊、海洋等都有數量不等、種類不一的微生物存在.在人類、動物和植物的體表及其與外界相通的腔道中也有多種微生物存在.
⑻ 微生物的生物學特性有哪些
微生物是肉眼難以看清,需要藉助光學顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察到的一切微小生物的總稱。包括細菌、病毒、真菌和少數藻類等。
微生物的生物學特性主要有:
體積小,比表面積大。微生物體積很小,可是其比表面積卻很大。這個特徵也是賦予微生物其他如代謝快等特性的基礎。
吸收多,轉化快,新陳代謝旺盛。微生物通常具有極其高效的生物化學轉化能力。
生長繁殖快。
相比於大型動物,微生物具有極高的生長繁殖速度。大腸桿菌能夠在12.5-20分鍾內繁殖1次。
分布廣,種類多。微生物遍布地球的每一個角落,其他生物不能生活的極端環境也有微生物存在在。局部環境中數量眾多,如每克土壤含微生物幾千萬至幾億個。
適應能力強,易變異。微生物的遺傳多樣性非常豐富,使其能夠快速適應幾乎任何環境。相對於高等生物而言,微生物代謝迅速,代際時間短,較容易發生變異。
⑼ 微生物的特點有哪些
1、嗜鹽性
海洋微生物最普遍的特點。真正的海洋微生物的生長必需海水。海水中富含各種無機鹽類和微量元素。鈉為海洋微生物生長與代謝所必需此外,鉀、鎂、鈣、磷、硫或其他微量元素也是某些海洋微生物生長所必需的。
2、嗜冷性
大約90%海洋環境的溫度都在5℃以下,絕大多數海洋微生物的生長要求較低的溫度,一般溫度超過37℃就停止生長或死亡。那些能在 0℃生長或其最適生長溫度低於20℃的微生物稱為嗜冷微生物。
嗜冷菌主要分布於極地、深海或高緯度的海域中。其細胞膜構造具有適應低溫的特點。那種嚴格依賴低溫才能生存的嗜冷菌對熱反應極為敏感,即使中溫就足以阻礙其生長與代謝。
3、嗜壓性
嗜壓性是深海微生物獨有的特性。來源於淺海的微生物一般只能忍耐較低的壓力,而深海的嗜壓細菌則具有在高壓環境下生長的能力,能在高壓環境中保持其酶系統的穩定性。研究嗜壓微生物的生理特性必需藉助高壓培養器來維持特定的壓力。
那種嚴格依賴高壓而存活的深海嗜壓細菌,由於研究手段的限制迄今尚難於獲得純培養菌株。根據自動接種培養裝置在深海實地實驗獲得的微生物生理活動資料判斷,在深海底部微生物分解各種有機物質的過程是相當緩慢的。
4、低營養性
海水中營養物質比較稀薄,部分海洋細菌要求在營養貧乏的培養基上生長。在一般營養較豐富的培養基上,有的細菌於第一次形成菌落後即迅速死亡,有的則根本不能形成菌落。
這類海洋細菌在形成菌落過程中因其自身代謝產物積聚過甚而中毒致死。這種現象說明常規的平板法並不是一種最理想的分離海洋微生物方法
5、多形性
在顯微鏡下觀察細菌形態時,有時在同一株細菌純培養中可以同時觀察到多種形態,如球形橢圓形、大小長短不一的桿狀或各種不規則形態的細胞。這種多形現象在海洋革蘭氏陰性桿菌中表現尤為普遍。這種特性看來是微生物長期適應復雜海洋環境的產物。
6、發光性
在海洋細菌中只有少數幾個屬表現發光特性。發光細菌通常可從海水或魚產品上分離到。細菌發光現象對理化因子反應敏感,因此有人試圖利用發光細菌為檢驗水域污染狀況的指示菌。